Термодинамика

1.

Термодинамика

2.

• На рисунке показана зависимость давления газа p от его
плотности ρ в циклическом процессе, совершаемом 2
моль идеального газа в идеальном тепловом двигателе.
Цикл состоит из двух отрезков прямых и четверти
окружности. На основании анализа этого циклического
процесса выберите все верные утверждения.
• 1) В процессе 1−2 температура газа уменьшается.
• 2) В состоянии 3 температура газа максимальна.
• 3) В процессе 2−3 объём газа уменьшается.
• 4) Отношение максимальной температуры к
минимальной температуре в цикле равно 8.
• 5) Работа газа в процессе 3−1 положительна.

3.

На рисунке изображён циклический процесс
для идеального газа. Изохорическому
нагреванию газа соответствует участок
• 1) 1-2
• 2) 2-3
• 3) 3-4
• 4) 4-1

4.

В каких процессах газ получает тепло? Ход
размышлений привести

5.

При переходе из состояния 1 в состояние 3 газ совершает
работу
1) 2 кДж
2) 4 кДж
3) 6 кДж
4) 8 кДж

6.

• Постоянную массу газа в сосуде сжали, совершив
работу 30 Дж. Внутренняя энергия газа при этом
увеличилась на 25 Дж. Следовательно, газ
• 1) получил извне количество теплоты, равное 5 Дж
• 2) отдал окружающей среде количество теплоты,
равное 5 Дж
• 3) получил извне количество теплоты, равное
55 Дж
• 4) отдал окружающей среде количество теплоты,
равное 55 Дж

7.

• На рисунке показано, как менялось давление
идеального газа в зависимости от его объема
при переходе из состояния 1 в состояние 2, а
затем в состояние 3.
• Каково отношение работ газа А12
А23
на этих двух отрезках P—V-диаграммы?

8.

• На pV-диаграмме изображён процесс перехода
двух молей идеального одноатомного газа из
состояния 1 в состояние 2. Выберите верное
утверждение, характеризующее этот процесс.
• 1) Изменение внутренней энергии газа в 1,5 раза
больше, чем совершённая им работа.
• 2) Работа, совершённая газом, в 2,5 раза больше,
чем количество теплоты, полученное газом в этом
процессе.
• 3) В данном процессе газ не совершал работу.
• 4) В данном процессе не происходит изменения
внутренней энергии газа.

9.

• На рисунке приведен график зависимости
температуры твердого тела от отданного им
количества теплоты.
Масса тела 4 кг. Какова удельная
теплоемкость вещества этого тела? Ответ
дайте в Дж/(кг·К).

10.

• 1 моль идеального газа можно перевести из
начального состояния А в различные конечные
состояния путём различных процессов —
изобарического, изотермического,
адиабатического и изохорического (см.
рисунок). Максимальная работа будет
совершена газом в случае
• 1) изобарического процесса
• 2) изотермического процесса
• 3) адиабатического процесса
• 4) изохорического процесса

11.

На P—V-диаграмме показан процесс
изменения состояния постоянной массы
газа. Внутренняя энергия газа увеличилась
на 20 кДж. Каково количество теплоты,
полученное газом? (Ответ дайте в кДж.)

12.

• Идеальный газ совершил работу 300 Дж и
при этом внутренняя энергия газа
увеличилась на 300 Дж. Какое количество
теплоты отдал или получил газ в этом
процессе?
• 1) отдал 600 Дж
• 2) отдал 300 Дж
• 3) получил 600 Дж
• 4) получил 300 Дж

13.

На рисунке показан график циклического процесса,
проведённого с одноатомным идеальным газом. На
каком из участков внутренняя энергия газа
увеличивалась? Количество вещества газа постоянно.
• 1) CD
• 2) DA
• 3) АВ
• 4) ВС

14.

• Идеальный одноатомный газ переходит из состояния 1 в
состояние 2
Масса газа не меняется. Как меняются в ходе процесса давление
газа, его объем и внутренняя энергия?
Для каждой величины определите соответствующий характер
изменения:
• 1) увеличивается;
• 2) уменьшается;
• 3) не меняется.
• Давление
• Объем
• Внутренняя
энергия

15.

• Для анализа изотермического, изобарного и изохорного
процессов над фиксированным количеством идеального
газа используют первое начало
термодинамики: Q U A
• Передаваемое количество теплоты при:
ФИЗИЧЕСКОЕ ЯВЛЕНИЕ
ИЗОПРОЦЕСС
А) Изотермическом
процессе
Б) Изобарном
процессе
В) Изохорном
процессе
A
Б
1) Идет на увеличение его внутренней
энергии
2) Полностью превращается в работу
3) Идет на увеличение его внутренней
энергии и на работу
В

16.

• Идеальный газ совершает циклический процесс
1→2→3→4→1. В результате этого циклического
процесса
• 1) суммарная работа, совершенная газом, равна
нулю.
• 2) изменение внутренней энергии газа равно нулю.
• 3) суммарное количество полученной и отданной
газом теплоты равно нулю.
• 4) вся теплота, полученная газом в процессе
1→2→3, полностью преобразуется в механическую
работу.

17.

• В закрытом сосуде находится идеальный газ.
Как при охлаждении сосуда с газом изменятся
величины: давление газа, его плотность и
внутренняя энергия?
Для каждой величины определите
соответствующий характер изменения:
• 1) увеличилась;
• 2) уменьшилась;
• 3) не изменилась.

18.

• В тепловой машине один моль идеального одноатомного газа
совершает процесс, изображенный на рисунке 1. Этот циклический
процесс заменяют на другой, изображенный на рисунке 2, не изменяя
ни газ, ни его количество. Как в результате изменятся следующие
физические величины: передаваемое газу от нагревателя количество
теплоты; совершаемая машиной механическая работа; КПД тепловой
машины?
• ФИЗИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ ИХ ИЗМЕНЕНИЕ
А) передаваемое газу от нагревателя количество теплоты за цикл
Б) совершаемая машиной механическая работа за цикл
В) КПД тепловой машины
1) Увеличивается
2) Уменьшается
3) Не изменится

19.

• Используя первый закон термодинамики, установите
соответствие между особенностями теплового процесса в
идеальном газе и его названием.
А) Все передаваемое газу количество теплоты идет на
совершение газом работы
• Б) Изменение внутренней энергии газа равно количеству
переданной теплоты, при этом газ не совершает работы
• 1) Изохорный
• 2) Изотермический
• 3) Изобарный
• 4) Адиабатный

20.

Один моль идеального одноатомного газа совершает циклический
процесс 1-2-3-4-1, график которого показан на рисунке в
координатах p-V. Из предложенного перечня выберите два верных
утверждения и укажите их номера.
1) В процессе 1-2 внутренняя энергия газа увеличивается.
2) В процессе 2-3 газ совершает положительную работу.
3) В процессе 3-4 газу сообщают некоторое количество теплоты.
4) В процессе 4-1 температура газа увеличивается в 4 раза.
5) Работа, совершённая газом в процессе 1-2, в 3 раза больше работы,
совершённой над газом в процессе 3-4.

21.

• На рисунке изображена диаграмма четырёх
последовательных изменений состояния 2 моль
идеального газа. Какие процессы связаны с наибольшими
положительными значениями работы газа и работы
внешних сил?
• Установите соответствие между такими процессами и
номерами процессов на диаграмме.
А)Работа газа положительна и максимальна
Б) Работа внешних сил положительна и максимальна
Процессы:
1) 1
2) 2
3) 3
4) 4

22.

• На PV-диаграмме показан процесс изменения
состояния постоянной массы газа. Внутренняя
энергия газа увеличилась на 20 кДж.
• Количество теплоты, полученное газом равно
• 1) 0 кДж
• 2) 10 кДж
• 3) 20 кДж
• 4) 40 кДж

23.

• В калориметр с куском льда массой m1 =1
кг. При температуре t1 = - 20 °С впустили
m2 =0,1 кг. пара, имеющего температуру t2
= 100 °С . Определите установившуюся
температуру.

24.

• Чему равен КПД цикла, проводимого с
идеальным одноатомным газом? Ответ
приведите в процентах, округлить до
целых.

25.

• На T—p диаграмме показан процесс
изменения состояния некоторой массы
идеального одноатомного газа.
Внутренняя энергия газа уменьшилась на
30 кДж. Чему равно количество теплоты,
отданное газом? Ответ приведите в кДж.

26.

• Идеальный одноатомный газ, находящийся
при температуре T, нагрели до температуры 2 T, сообщив ему количество теплоты 10
Дж. В результате гaз совершил работу 5 Дж.
Какое количество теплоты отдаст газ, если
его после этого изохорически охладить до
температуры
Ответ приведите в Дж, округите до десятых.

27.

• На диаграмме представлены изменения
давления и объема идеального
одноатомного газа. Какое количество
теплоты было получено или отдано газом
при переходе из состояния 1 в состояние 3?

28.

• В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в объёме V1 под
некоторым давлением p, причём среднеквадратичная скорость
движения атомов гелия равна v1 = 400 м/с. Затем объём гелия
увеличивают доV2=4V1 таким образом, что при этом отношение
в процессе остаётся постоянным (v — среднеквадратичная скорость
газа, V — занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q было
подведено к гелию в этом процессе?

29.

• В вакууме закреплён горизонтальный цилиндр (см.
рисунок). В цилиндре находится гелий, запертый
поршнем. Поршень массой 90 г удерживается
упорами и может скользить влево вдоль стенок
цилиндра без трения. В поршень попадает пуля
массой 10 г, летящая горизонтально со скоростью
400 м/с, и застревает в нём. Температура гелия в
момент остановки поршня в крайнем левом
положении возрастает на 64 К. Чему равно
количество вещества гелия в цилиндре? Считать,
что за время движения поршня газ не успевает
обменяться теплом с цилиндром и поршнем. Ответ
0, 5 моль

30.

• С одним молем гелия провели процесс, при
котором среднеквадратичная скорость атомов
гелия выросла в 2 раза. В ходе этого процесса
средняя кинетическая энергия атомов гелия
была пропорциональна объему, занимаемому
гелием. Какую работу совершил газ в этом
процессе? Считать гелий идеальным газом, а
значение среднеквадратичной скорости атомов гелия в начале процесса принять
равным 100 м/с .

31.

• В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в
объёме V1 под некоторым давлением p, причём
среднеквадратичная скорость движения атомов гелия
равна v1 = 500 м/с. Затем объём гелия увеличивают до
V2 таким образом, что при этом среднеквадратичная
скорость движения атомов гелия увеличивается в n = 2
раза,
2
V в процессе остаётся постоянным
а отношение
( — среднеквадратичная скорость газа, V —
занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q
было подведено к гелию в этом процессе?

32.

• Идеальный одноатомный газ массой m = 72
г совершал обратимый процесс, в течение
которого среднеквадратичная скорость его
молекул уменьшалась от u1 = 900 м/с до u2
= 450 м/с по закону: u a V
где а — некоторая постоянная величина, а
V — объём газа. Какую работу А совершил
газ в этом процессе?

33.

• В цилиндре под поршнем находится 1 моль гелия в
объёме V1 под некоторым давлением p, причём
среднеквадратичная скорость движения атомов гелия
равна v1 = 500 м/с. Затем объём гелия увеличивают до
V2 таким образом, что при этом среднеквадратичная
скорость движения атомов гелия увеличивается в n = 2
раза,
2
V в процессе остаётся постоянным
а отношение
( — среднеквадратичная скорость газа, V —
занимаемый им объём). Какое количество теплоты Q
было подведено к гелию в этом процессе?

34.

• Идеальный одноатомный газ массой m = 72
г совершал обратимый процесс, в течение
которого среднеквадратичная скорость его
молекул уменьшалась от u1 = 900 м/с до u2
= 450 м/с по закону: u a V
где а — некоторая постоянная величина, а
V — объём газа. Какую работу А совершил
газ в этом процессе?

35.

• На рисунке схематически показано
направление передачи теплоты при работе
двух идеальных тепловых машин. У какой
из них КПД больше?
1) у первой
2) у второй
3) у обеих машин КПД одинаков
4) однозначно ответить нельзя

36.

• На рисунке изображены два циклических процесса 1 →
2 →3 →4 → 1 и 5 → 6 → 7 → 8 → 5.
• Какое из следующих утверждений справедливо?
• А. Работа газа в случае процесса 1 → 2 → 3 → 4 → 1
больше, чем работа газа в случае процесса 5 → 6 → 7 →
8 → 5.
• Б. Изменение внутренней энергии газа в результате
циклического процесса 1 → 2 → 3 → 4 → 1 больше, чем
изменение внутренней энергии газа в результате
циклического процесса 5 → 6 → 7 → 8 → 5.
• 1) только А
• 2) и А, и Б
• 3) только Б
• 4) ни А, ни Б

37.

• Тепловая машина с КПД 40% за цикл работы
получает от нагревателя количество
теплоты, равное 300 Дж. Какую работу
машина совершает за цикл? Ответ
приведите в джоулях.

38.

• В идеальной тепловой машине абсолютная
температура нагревателя отличается от
температуры холодильника в 2,5 раза. Чему
равен КПД этой машины? Ответ приведите
в процентах.

39.

Изменение состояния постоянной массы однотомного идеального
газа происходит по циклу, показанному на рисунке. Масса газа
постоянна. За цикл от нагревателя газ получает количество теплоты
Он = 8 кДж. Чему равна работа газа за цикл? Ответ 0.7 кДж